Le PCB fait 57x57 mm et comprend des CMS (composants montés en surface) des 2 cotés ainsi que quelques condensateurs traditionnels soudés coté composants. Les mosfets peuvent être montés à plat coté soudure ou perpendiculairement.
Les dimensions sont prévues pour permettre un montage à plat sur un radiateur de 80mm de haut, et l’espace libre de 22mm permet la compatibilité avec les rails de montage des boitiers « dissipante » hifi2000 en 2U.
En configuration 8A-45V et avec un bias de 100ma il est possible de monter 2 modules sur un même radiateur de 80x300mm, ou 1 en configuration dual die 16A-63V et 200ma de bias.
La genèse du projet c’est faite surtout en s’inspirant des modules ACT présentés sur le forum par J-C.B que je remercie pour ses conseils et son aide dans la phase développement. D’ailleurs une version initiale du projet (ACT2_MOS) a été faite autour d’un simple ampliop AD844 qui est le cœur des modules ACT précités.
Les modules First One M de LazzyCat ont été aussi une grosse source d'inspiration et de benchmarking pour les performances et le facteur de forme.
L’ampli supporte plusieurs configurations et certains composants pourront être adaptés selon les besoins. Le gain, la tension d’alim, le soft clipping, le courant de protection peuvent être ajustés ou changés facilement. Il utilise un amplificateur opérationnel de précision « dual » (par exemple LM6172 ou LME49860 ou OPA2156) qui assure la correction d’erreur par une contre réaction globale (NFB) ainsi que le pilotage de l’étage de sortie dans un mode CFA astucieux combiné avec des miroirs de courant et l'étage driver : la sortie de l'ampli-op est utilisée comme entrée!
Ce principe est très similaire au montage présenté par Analog Device sous le nom « alexander amp » avec pour différence l’étage de sortie et le point de contre réaction globale.
L’étage de sortie utilise des lateral- mosfet pour leur relative facilité d’intégration (comportement RDS-VGS selon charge et temperature).
Le bias est confié à une zener ajustable TLVH431 mais il est possible de réduire le bias habituel par 2 en la remplaçant par un simple PNP.
Grace à la précision et aux caractéristiques de l’ampli-op, il n’y a pas besoin de régler l’offset ni le courant de repos de l’étage driver.
Le bruit de fond est extrêmement faible (e < gain x 1uVolt) et la thd est de l’ordre de 20 à 50ppm selon le gain, à 1khz.
Le temps de monté/descente est de l’ordre de 40V/uS et assure une très faible IMD. La symétrie peut être vérifiée puis ajustée par une resistance.
Cette version UCCFA utilise une connexion particulière des 2 amplificateurs opérationnels pour avoir une entrée différentielle haute impédance (CMRR>60db) qui sera très utile pour les systèmes multi-amplifiés ou pour mutualiser une alimentation entre plusieurs canaux sans avoir les inconvénients habituels liées au retour de courants vers une étoile imparfaite (ronflette, cross talk, baisse du facteur d'amortissement) …
Il est possible et toujours souhaitable d'utiliser un ampli à entrée différentielle même avec une source "single-end ou RCA" en utilisant le câblage dit "pseudo-differentiel" (voir liens). La configuration et les valeurs des composants d'entrée sont identiques au montage utilisé par Hypex pour ces ampli UCD et NCore.
Avec une paire de mosfet 8A (exicon), l’alimentation devra impérativement être inférieur à 45V (pour charge 4-8 ohms) et avec une paire dual-die 16A le maximum est 63V.
Il est possible (et conseillé) d’utiliser des alims SMPS Hypex type SMPS400A180 (45V) ou SMPS400A400 (63V) pour leur qualité, leur montée en tension symétrique qui réduit le ploc à l'allumage, leur protection en courant, et la possibilité de les couper sur une composante DC (avec un montage auxiliaire pour la SMPS400A400).
La tension d’alim des modules peut néanmoins atteindre 85V si quelques précautions sont prises sur la charge et le gain pour assurer que les transistors sont toujours dans la SOA. Cela permet typiquement d'utiliser un module UCCFA en complement d'un ampli type NCore NC252MP par exemple, à la place d'un module HF NC100
signal d'entré, gain, puissance fournie et dissipée en quelques mots:
La puissance maximale de l'ampli dépend de l'alimentation et de la charge minimale pour respecter les conditions imposée par la datasheet des Exicon.
avec une paire Exicon 8A et 45Volts d'alimentation une charge mini de 6ohms est conseillée (typique pour un nominal de 8ohms).
La tension max RMS aux bornes du HP sera d'environ ((45-5)*0.7)= 28Vrms, soit une puissance de 130W dans 6 ohms, ou 100W dans 8 ohms.
Les pointes de courant dans 6 ohms atteindront 6.6 amperes et 5A dans 8 ohms. La protection en courant est choisie pour 8A ou légèrement moins.
La puissance instantanée dissipée par les mosfet est maximale environ à mis tension soit 22volts soit 85Wpeak pour 6 ohms, soit une 60aine de watts efficace (demi sinus) ce qui est inférieur au 150w max.
Pour une source single end (RCA) de 2Vrms on choisira dans cet exemple un gain de 14 pour avoir la puissance maximale.
Pour une sortie différentielle générant l'équivalent de 4Vrms, un gain de 7 sera préférable et améliorera le SNR de 6db.
Les compensations calculées pour la stabilité (notamment C10) dépendent du gain et couvrent des gains de 5 à 20. (voir tableau des configurations)
Le PCB coté composant :
Le PCB coté soudure :
Documents PDF du PCB:
Face Dessus (Composants) :
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Face Dessous (Soudure) miroir :
- UCCFA1-sldmir.pdf
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détail du positionnement des composants avec leur référence :
Positionnement Dessus :
- UCCFA1-cmpref.pdf
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Positionnement Dessous :
- UCCFA1-sldref.pdf
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Le schéma :
La BOM (avec liens vers BOM Mouser prête à commander):
https://docs.google.com/spreadsheets/d/ ... sp=sharing
toujours vérifier les disponibilités avant d'appuyer sur le bouton commander!
Tableau de différentes configurations:
çà arrive
fichiers de simulation LTSPICE
çà arrive
